基于空间光链路的启发式低轨卫星网络路由算法

任何时间任何地点提供互联网络接入服务的需求使得卫星网络通信的研究不断深入.本文在充分考虑空间光链路及低轨卫星系统的特点,提出一个基于空间光链路的低轨宽带卫星通信系统.同时在路由算法中利用星座时变拓扑的可预测性,基于有限路径的启发式路径搜索策略,提出符合LEO卫星通信特点的QoS路由算法(QHRL).仿真结果证明算法在卫星网络整体性能基本不变的情况下有着良好的路由性能.     

基于OPNET的低轨卫星网络仿真平台

为研究适用于低轨卫星网络的协议与算法,在OPNET中搭建仿真平台,包括卫星网络拓扑的设计、节点模型、进程模型以及链路模型的建立。该平台能模拟低轨卫星网络路由表的建立和数据包选路等过程。依据卫星网络运动的规律性,采用拓扑快照方式的静态路由策略,对低轨卫星网络进行路由仿真,验证了平台的有效性。     

基于分时的LEO卫星网络非对称路由算法

提出了一种基于分时的LEO卫星网络非对称路由算法A-DTRA（asymmetric discrete time based routing algorithm）。针对网络节点在各时间片内的链路连接状态,该算法通过中心节点两次广播来获取一跳邻节点信
　　息及其邻节点的邻居节点信息,从而完成了链路检测,得到每个时间片内的有向虚拟拓扑图。通过使用备份路由和路由表压缩机制实现了非对称链路上分组转发的可靠性,失效节点处理的及时性以及星上节点开销的低耗性。通过仿真分析可知,该算法具有较好的数据包转发率和端到端时延性能。此外,利用非对称链路可提高网络的连通性能,该算法适用于存在非对称链路的LEO卫星网络。     

LEO卫星网络中的一种分布式路由算法

在LEO卫星网络中,由于卫星高速运动导致的网络拓扑变化和不同卫星覆盖城内流量的非规整性给设计其特殊路由算法带来很大挑战。结合卫星网络的固有特点,本文提出一种基于路径信息压缩的分布式路由算法CPDR（Compressed Path Information based Distributed Routing）。该算法使用分布式分层链路状态收集策略和简洁的路径信息编码机制,能够在不引入额外信令开销基础之上提供多路径路由能力,实现卫星网路中的流量负载平衡、优化网络带宽应用、提高星际链路利用率。     

基于空间光链路的双层卫星网络路由算法研究

在分析传统多层卫星网络路由算法的基础上,提出了一种基于空间光链路传输的双层卫星网络结构及其相应的基于拉格朗日松弛算法的LDSR算法。该结构根据空间光链路的特点及双层卫星网络的优势,在考虑适合该体系接入策略的同时提出将MEO作为天基网接入域的组成部分,由MEO星座进行路由信息的会聚及分发业务,同时LEO卫星则基于拉格朗日松弛算法来确定其选用的路由并预留带宽。仿真结果表明,该算法可以在充分利用卫星网络的通信容量的同时提供较好的QoS路由性能。     

卫星网络基于ATM鲁棒路由算法中的链路诊断

针对使用星际链路ISL（intersatellite links）的LEO卫星系统,提出一种基于ATM的鲁棒路由算法。只要源卫星与目的卫星之间存在一条通路,二者便可以实现通信。本文关注的是路由算法中的链路诊断部分。源卫星首先利用收集的不可达信息构建离散时间动态虚拓扑图（DT-DVTG）（discrete-time dynamic virtual topology graph）,然后通过概率的方法诊断出最可能出现故障的链路,再经过快速的测试可精确定位故障链路。由于链路诊断过程支持动态路由,使鲁棒路由算法在保持原有动态路由算法各项性能指标的基础上进一步提高了鲁棒性。     

LEO卫星网络的路由问题研究

近年来,LEO卫星网络在卫星移动通信网络中的应用越来越广泛,成为研究热点之一。本文研究了LEO卫星网络的路由问题,提出一种适合LEO卫星网络的路由方法,新方法具有较快的路由计算时间,而且受网络规模的影响较小,具有较低的复杂度,同时计算多条最优路径,即使在链路拥塞或卫星失效的情况下也能将数据包进行较好的传送。理论分析和仿真结果表明该方法具有较好的性能。     

卫星网络路由算法仿真结果可视化技术研究

本文在介绍国内外相关方向研究现状和仿真工具选择的基础上,分析了路由算法仿真结果可视化中面临的技术问题,并给出了一种基于OpenGL和网络模拟器的卫星网络路由算法仿真结果可视化平台设计框架。     

基于低轨卫星网络的按需局部拓扑路由算法

提出了一种简单有效的路由算法——按需局部拓扑路由算法。该算法在保证建立的路由具有最小延时的同时,具有很好的收敛时间,能够有效地适应低轨卫星网络的动态拓扑特性。并给出局部拓扑路由算法的仿真结果及分析;最后提出了下一步研究的重点——基于Qos的路由算法。     

LEO／MEO卫星网络中的一种抗毁动态路由算法

要首先分析了目前卫星网中流行的离线路由算法由于无法获知当前网络中流量的分布和链路的状态，因此无法对路由进行优化．也无法绕开故障链路的缺陷。针对这些缺陷，提出了一种抗毁动态路由算法。该算法首先通过一种基于簇的星问链路状态信息传递子算法，以较低的带宽开销将链路状态信息传遍全网；然后利用边界卫星源路由子算法。对链路状态、路由切换等因素进行综合优化。在Iridium系统模型的基础上对离线路由算法和抗毁动态路由算法进行了仿真，仿真结果证明后者具有更好的性能，尤其在部分链路故障时，优势更加明显。     

宽带卫星网络边界路由技术研究

在中低轨道卫星星座中,利用星间链路组网是宽带卫星网络技术发展的一个主要方向。卫星网络中的边界路由主要解决卫星网络和地面网络之间在网络层的互操作性问题,实现网络层的互相融合,使端用户能够通过异构网络来透明地通信。在分析已有研究的基础上,结合地面网络使用的边界路由技术,给出了地面网络与卫星网络的互连模型,分析了具有星间链路的卫星网络中边界路由问题的实质,并介绍了一种基于BGP4协议的卫星网络边界路由机制,进而指出了后续的研究方向。     

卫星网络负载均衡路由技术研究综述

卫星为随时随地接入网络提供了有效解决方案,然而由于卫星网络用户及流量分布的不平衡,导致卫星网络链路利用率失衡,许多卫星网络负载均衡路由技术相继被提出.首先介绍了不同类别的卫星网络,并对不同的单层和多层卫星网络进行了优缺点对比.然后根据卫星网络路由发展脉络,综述了国内外关于单层卫星网络的全局、局部负载均衡和多层卫星网络的...     

基于OPNET的卫星网络路由仿真

具有星际链路的卫星网络将在今后发挥巨大的作用,而混合星座具有比单层星座更加优异的性能,双层星座GEO/LEO能够在物理上实现网络管理和业务的分离,便于对全网络的管理和集中式路由的实现。依据卫星网络运动的规律性,采用虚拟拓扑路由策略,在OPNET中对GEO/LEO双层星座进行了集中式路由的仿真;在定义链路权值时,除了传统上考虑的传播时延、排队时延外,还加上了地理因素的影响,使之更符合卫星网络的实际情况。     

移动卫星网络中的星间链路切换保护算法

星间链路切换将严重影响卫星网络的通信性能，需要对切换链路加以保护，这方面的研究目前还很欠缺。该文针对星间链路切换的特殊性，给出了一种基于本地恢复模式的卫星网络切换保护算法，为星间链路切换提供快速恢复。仿真表明，算法不仅可有效地保证切换业务通信的连续性，还具有备份路径数目小、网络资源浪费少的优点。     

基于OPNET的LEO卫星网络协议仿真平台研究

在OPNET仿真环境下,通过对LEO卫星网络协议构架分析,合理简化协议体系结构,构建通用卫星节点模块,实现了LEO卫星网络协议仿真平台。该平台能够模拟无连接LEO卫星网络路由表的建立更新和数据包选路等过程,以及切换、长时延等一些卫星网络特性给其他协议带来的影响。最后通过对作者提出的一种路由算法进行仿真,验证了该仿真平台能够在一定精度上模拟LEO卫星网络环境。     

卫星网络链路传输协议的性能分析*

深入分析了卫星网络链路的基本特性,在分析目前卫星网络数据链路传输控制协议性能的基础上,提出了卫星链路最佳帧长的概念,并结合GoBackN和SRARQ协议,从理论上计算出了给定链路环境下最佳帧长的取值。仿真结果表明,采用理论最佳帧长能显著提高数据链路传输协议的吞吐率,提高卫星网络链路带宽利用率。     

LEO卫星网络中一种简洁的星上分布式路由协议

在具有星际链路的低地球轨道(LEO)卫星网络中,高度动态的网络拓扑和受限的星上资源为其路由协议设计带来很大的挑战.提出了一种简洁的星上分布式路由协议ODRP来应对这种挑战.在ODRP协议中,单层LEO星座被作为双层星座处理.根据星际链路动态特性和流量分布情况,各轨道面内位于一定位置的卫星节点被选作为轨道面发言人,从而实现简洁的分布式分层路由.实验结果表明,ODRP能够适应网络拓扑的动态变化,保证路由最优.尤其是在高负载情况下,能够有效降低分组丢失率.通过复杂性分析得知,与其他星上路由机制相比,ODRP具有较低的通信开销、计算开销和存储开销.     

基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法

针对NDN卫星网络内容传输时延高、丢包率高且请求命中率低的问题,提出了一种基于SDN与NDN的卫星网络多约束路由算法,并命名为SNMcRA。基于SDN的集中控制与全局视图,通过建立多约束路由模型,将链路多约束信息与蚁群算法相结合以求解满足时延、带宽、丢包率多约束的代价最小路径,由节点在包转发的过程中动态完成转发表FIB和待定请求表PIT的构建。实验结果表明,该算法与DSP算法相比时延降低了35%,带宽利用率提升了29%,丢包率降低了17%,并且在请求命中率方面也具有显著优势。     

基于强化学习的卫星网络路由方法

卫星网络的无线信号全球覆盖,已经成为现代通信技术的重要部分。低轨卫星网络因其覆盖范围广、传播时延低等特点受到广泛关注,卫星网络不受地面地理环境因素的限制,对于海洋环境和偏远地区的网络覆盖服务具有不可替代的重要地位,路由在其中至关重要。文章基于OPNET的仿真软件,进行了强化学习路由方法的设计,并且测试得到结果。结果表明,强化学习的路由方法也能同样实现和传统路由路径计算方法的一致效果,并且在输入数据的灵活度上更有优势。     

基于链路信息估计的低轨卫星网络传输控制协议

近年来,低轨卫星星座快速发展,其在军事和民用领域也将发挥越来越重要的作用.如何提高低轨卫星网络的带宽利用率成为保障低轨卫星星座发挥价值的重要研究方向.而传统TCP(Transmission Control Protocol)协议及其变种主要针对地面网络设计,难以适应长往返时延、高误码率、高动态变化的低轨卫星网络.因此,为了充分利用低轨卫星网络的带宽资源,承载高速率业务,需要针对卫星网络的特点设计新型传输控制协议.首先,分析了低轨卫星网络的特点以及现有传输控制协议在卫星网络中存在的问题;然后,提出了基于路径信息估计和时延区分的新型拥塞控制DDTCP(delay-differentiated TCP)算法.低轨卫星网络端到端时延可能由多种因素引起,DDTCP在源端会保存过去一段时间内的时延信息,进而通过路径时延区分机制对拥塞窗口演化进行分类处理,可以在网络状况发生突变后,快速设置合理的拥塞窗口,避免链路缓存溢出或吞吐下降.实验结果表明,新的传输控制协议DDTCP可以在低轨卫星网络中实现更高、更稳定的吞吐量,与传统拥塞控制算法相比,吞吐量提升19%以上.